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        呼倫貝爾地區(qū)強降水的成因分析對農業(yè)生產的影響及對策

        2020-12-16 13:28:33何佳歡張宏豐
        農村實用技術 2020年9期
        關鍵詞:大值冷渦東移

        何佳歡,張宏豐

        (內蒙古額爾古納市氣象局,內蒙古 呼倫貝爾 022250)

        強降水(雪)是我國北方地區(qū)冬季、春季出現(xiàn)概率特別高的一種天氣現(xiàn)象,此類天氣在給地方農業(yè)生產補充水分的同時,也給城市交通、電力系統(tǒng)、通訊設施等各個方面造成不同程度的危害[1]。我國有許多氣象學者以及技術人員對強降雪天氣開展研究,并探討其對農業(yè)生產的影響及對策。

        1 天氣實況

        2018年4月13日08時~14日08時,呼倫貝爾地區(qū)發(fā)生一次強降水天氣過程,其中新巴爾虎左旗、新巴爾虎右旗、鄂溫克旗、牙克石、扎蘭屯日降水量均超過歷史極值。此次降水天氣強度最大的時間段為4月13日11h~23h,依據(jù)12h降水量等級標準,呼倫貝爾地區(qū)中南部以及西南部均達到暴雪級別,其中新巴爾虎左旗南部為大雨(雨夾雪),降水量為27.1mm,牙克石市降雪量為12.9mm,14h~15h阿木古郎鎮(zhèn)有冰雹發(fā)生,直徑為8mm,且伴隨著雷雨,1h降水量為15.2mm;呼倫貝爾東南部出現(xiàn)中雨(雨夾雪)天氣。

        2 天氣形勢分析

        2.1 高空形勢分析

        2.1.1 500hPa形勢場分析

        2018年4月13日08時500hPa形勢場上,有一深厚的低槽分布在貝加爾湖地區(qū),槽后冷中心溫度為-32℃,這個時候呼倫貝爾地區(qū)位于暖脊內;13日20時貝加爾湖低槽不斷東移南壓,降水落區(qū)西部位于槽前,槽前西南風以及槽后偏北風均顯著增大,這意味著冷暖空氣勢力均很強,有利于強降水(雪)的發(fā)生發(fā)展;14日08時高空槽東移出呼倫貝爾地區(qū),降水過程基本結束。

        2.1.2 850hPa形勢場分析

        2018年4月13日08時850hPa形勢場上,有一蒙古冷渦處于蒙古東部區(qū)域,溫度槽要比高度槽落后,呼倫貝爾地區(qū)主要受冷渦頂前部東南氣流控制;13日20時冷渦東移增強,高度槽和溫度槽幾乎重合,系統(tǒng)此時處于強盛時間段,呼倫貝爾地區(qū)位于冷渦頂部,渦前偏南風以及渦后偏北風高達14m/s。14日08時冷渦持續(xù)東移,中心處于東北地區(qū)的黑龍江一帶,此時本場主要受渦后偏北氣流影響。

        2.2 地面氣壓場分析

        4月13日08時地面氣壓場上,有一個蒙古氣旋處于呼倫貝爾地區(qū)西南部,蒙古氣旋頂部有中雪或者大雪天氣,呼倫貝爾市西邊偏西區(qū)域處在氣旋頂前部逐漸開始出現(xiàn)降雪天氣,并且伴隨著5、6級偏東風(等壓線密集氣壓梯度顯著);13日14時蒙古氣旋東移北上增強,呼倫貝爾市中部發(fā)生雨夾雪或雪,偏東風維持不變;13日20時蒙古氣旋東移,呼倫貝爾市中部、南部出現(xiàn)降水、雨夾雪或者雪,風力開始變弱;14日02時蒙古氣旋不斷東移,本場西部降雨結束,中部以及東南部降水仍舊持續(xù);到了14日08時,地面氣旋中心移動到吉林東部,呼倫貝爾市主要受氣旋頂后部冷空氣影響,降水天氣過程結束。

        3 物理量診斷分析

        3.1 水汽條件分析

        3.1.1 比濕條件

        4月13日08時,呼倫貝爾市西南部比濕處于1.5g/kg~2g/kg之間,有顯著的濕舌處于南部至錫林郭勒盟區(qū)域,與蒙古氣旋前部的偏南風相配合,水汽持續(xù)朝北積聚;13日20時呼倫貝爾中部以及南部大部地區(qū)比濕達到3g/kg。

        3.1.2 水汽通量及散度

        4月13日08時,受偏南風低空急流的影響,源于東海、南海的水汽不斷朝呼倫貝爾西邊區(qū)域輸送,有一個通量大值區(qū)域處于呼倫貝爾市西南到錫林郭勒盟區(qū)域,數(shù)值為9g/(cm·hPa·s);13日14時水汽輸送通道向東邊移動到呼倫貝爾地區(qū)中部、南部,在呼倫貝爾中南部分布著一數(shù)值為6g/(cm·hPa·s)的通量大值區(qū);13日20時源于南海、東海的水汽輸送通道在華北地區(qū)斷裂,偏南風低空急流朝東移動。

        3.2 動力條件分析

        3.2.1 垂直速度

        垂直速度場上,4月13日08時東經110~120°、北緯45~50°區(qū)域850hPa屬于負速度區(qū),中心大值區(qū)為-20×10-3hPa·s-1;700hPa、500hPa均屬于負垂直速度區(qū),中心大值區(qū)分別為-40×10-3hPa·s-1、-80×10-3hPa·s-1。13日20時850hPa呼倫貝爾中、南部區(qū)域均屬于數(shù)值為-10×10-3hPa·s-1的負速度區(qū),700hPa處屬于數(shù)值為-20×10-3hPa·s-1負速度區(qū);500hPa呼倫貝爾中部正速度區(qū)轉變成下沉運動,這個時候降水逐漸變弱。

        3.2.2 渦度

        渦度場上,4月13日08時,蒙古氣旋中心和頂部對應區(qū)屬于正渦度區(qū),氣旋中心與渦度大值區(qū)60×10-6s-1相對應;700hPa渦度場,正渦度區(qū)和850hPa幾乎相同,大值區(qū)略朝系統(tǒng)后部偏移,渦度大值區(qū)為100×10-6s-1;500hPa渦度場,正渦度大值區(qū)繼續(xù)略朝系統(tǒng)后部偏移,渦度大值區(qū)為120×10-6s-1。4月13日20時,850hPa渦度場,呼倫貝爾中、南部屬于正渦度區(qū),大值區(qū)東移到至西南部,數(shù)值達100×10-6s-1;700hPa渦度場和500hPa渦度場大值區(qū)均西移,渦度大值區(qū)都為80×10-6s-1。

        3.3 熱力條件分析

        通常對流有效位能(CAPE)和K指數(shù)愈大,對于強對流天氣的發(fā)生越有利。4月13日14時在呼倫貝爾新巴爾虎左旗阿木古郎鎮(zhèn)存在一數(shù)值為250J·kg-1為對流有效位能(CAPE)大值區(qū),K指數(shù)達到25~30,這些為此次強降水天氣過程的發(fā)生提供了有利的熱力條件。

        4 對農業(yè)生產的影響及對策

        4.1 對農業(yè)生產的影響

        隨著氣溫的升高和降水的增加,熱量資源顯著增加,提高了農作物的復種指數(shù)和產量,增加了豐產的保險系數(shù)等但也加劇了災害的發(fā)生,并衍生出次生災害。

        4.1.1 農作物生長期縮短

        氣溫上升會導致農作物生育期縮短與早熟,產量降低。以水稻為例。平均氣溫每升高1℃。生育期日數(shù)平均縮短7~8d在當前的品種條件下,生育期縮短使有效分蘗減少,導致總干物質重和穗重下降、產量降低。高溫逼熟是高溫天氣對成熟期作物產生的危害,如水稻在開花后7~16d灌漿速度最快,積累干物質最多,若此時遇到高溫,將造成根系早衰,葉片功能下降,葉綠素含量降低,縮短了光合產物的接納期,使成熟期縮短,灌漿不足,千粒重下降,消耗較多的有機物質,減少干物質的積累。葉溫增高,蒸騰作用增強,作物失水嚴重,破壞了體內的水分代謝平衡,削弱了籽粒灌漿能力,促使籽粒尚未飽滿就很快成為癟粒,形成高溫逼熟危害。

        4.1.2 造成農作物減產

        由于持續(xù)降雨而造成土壤水分過多使得農作物被淹沒的現(xiàn)象稱為洪澇災害。洪澇主要有兩種形式:一種為連續(xù)幾日的暴雨導致江河泛濫、山洪泥石流發(fā)生,最終知識農田淹沒、各種基礎設施造成破壞的情況;另一種為積水過多且得不到有效的排泄而最終形成洪澇災害。洪澇災害將導致河流洪澇泛濫,破壞建筑物和道路設施,并嚴重影響農作物,甚至農作物絕收。

        4.2 對策措施

        4.2.1 選育或引進抗逆性強的農作物新品種

        從外地引入適應氣候變化的農作物新品種,可提高農作物的產量,要引進和培育耐高溫、耐澇的農作物新品種。同時,農業(yè)科研機構應積極選育抗逆性強的農作物新品種,主要選育耐高溫、耐干旱、抗病蟲害的優(yōu)質農作物新品種。

        4.2.2 增強防洪措施

        積極開展植樹造林,增加林地建設,有利于土壤對水的吸收,從而減少暴風雨對土壤的入侵。在防止水土流失的同時,還可以防止下游河流或湖泊充滿沉積物并改善河流和湖泊排洪能力。農民應及時注意天氣災害預警信息,提前做好防洪準備,并采取預防措施。洪災發(fā)生后,各個部門必須迅速疏通各種渠道進行排水,整頓和加固農作物。建立科學的排灌制度,盡快從農田排干水,合理調整農業(yè)布局,適當種植耐澇作物。修建大型水庫,要做好水系管理。適當改善土壤結構,提高土壤水分的過濾和排水能力。

        5 結語

        (1)在本次天氣發(fā)生過程中,500hPa形勢場上,呼倫貝爾地區(qū)位于暖脊內,貝加爾湖低槽不斷東移南壓,降水落區(qū)西部位于槽前,槽前西南風以及槽后偏北風均顯著增大,這意味著冷暖空氣勢力均很強,有利于強降水(雪)的發(fā)生發(fā)展;850hPa形勢場上,有一蒙古冷渦處于蒙古東部區(qū)域,溫度槽要比高度槽落后,呼倫貝爾市主要受冷渦頂前部東南氣流控制。地面氣壓場上,有1蒙古氣旋處于呼倫貝爾西南部,這些共同為本次強降水天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利的天氣形勢。

        (2)本次強降水天氣過程中,呼倫貝爾降水落區(qū)比濕條件以及源于東海、南海的水汽條件均較好,還有動力條件、不穩(wěn)定能量均有利于此次雨雪天氣發(fā)生發(fā)展。

        (3)強降雨對呼倫貝爾的農業(yè)生產造成了嚴重的危害,有必要加強對農業(yè)氣象災害對農業(yè)影響的研究,最大限度地減少對農作物的危害,促進呼倫貝爾市農業(yè)的健康發(fā)展。

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